Экспериментальное задание. Определение объема канцелярской скрепки.
План эксперимента
1. Обсуждение способов измерения объёма небольших тел, имеющих неправильную форму. Выбор одного из способов.
2. Проведение эксперимента.
3. Анализ результатов эксперимента.
4. Выводы.
1.Обсуждение способов измерения объёма небольших тел, имеющих неправильную форму.
Канцелярская скрепка – тело неправильной формы, поэтому её объём нельзя измерить при помощи линейки. Да и объём одной скрепки слишком мал, чтобы можно было определить его при помощи мензурки с водой. В результате обсуждения наша команда нашла 5 способов:
Ø по разности уровней жидкости в мензурке до и после опускания в неё известного количества скрепок;
Ø по массе и плотности вещества, из которого изготовлена скрепка;
Ø по сравнению массы скрепки и массы тела правильной формы, изготовленного из этого же вещества;
Ø по величине выталкивающей силы, действующей на скрепки;
Ø по разности объёма ёмкости, в которую помещено известное количество скрепок, и объёма жидкости, которую можно туда налить.
Мы решили остановить свой выбор на третьем способе, провести соответствующий эксперимент, а остальные способы просто описать.
2. Проведение эксперимента
Нахождение объёма скрепки по сравнению её массы и массы тела, изготовленного из этого же вещества
Оборудование: весы, гирьки, стальной цилиндр, стальные скрепки, мензурка.
Ход эксперимента:
а) Находим объём цилиндра при помощи мензурки с водой; Vц=12 см3.
б) Находим массу цилиндра с помощью весов; mц =93,6 г.
в) Находим массу 50 скрепок с помощью весов; m50=39 г.
г) Находим отношение массы цилиндра к массе 50 скрепок:
д) Отношение массы цилиндра к массе скрепок будет равно отношению их объёмов, т. к. они изготовлены из одного и того же вещества:
е) Вычисляем объём 50 скрепок: 
=5см3
ж) Вычисляем объём одной скрепки: 
Результаты заносим в таблицу:
Объём цилиндра Vц, см3 | Масса цилиндра mц, г | Масса 50 скрепок m50, г | Отношение масс цилиндра и скрепок | Отношение объёмов цилиндра и скрепок | Объём 50 скрепок V50, см3 | Объём одной скрепки V1, см3 |
12 | 93,6 | 39 | 2,4 | 2,4 | 5 | 0,1 |
3. Анализ результатов эксперимента
Мы смогли получить лишь приблизительное значение объёма одной скрепки т. к. в условиях нашего кабинета физики невозможно провести измерения с очень высокой точностью: мензурка имеет цену деления 1 см3, а весы – 0,2 г. Следовательно, при измерении объёма погрешность измерения составила 0,5 см3, а при измерении массы – 0,1 г. Выполняя необходимые измерения, мы округляли полученные значения.
Мы решили провести ещё один эксперимент другим способом для того, чтобы убедиться в правильности найденного значения объёма скрепки.
Нахождение объёма скрепки по разности объёма ёмкости, в которую помещено известное количество скрепок, и объёма жидкости, которую можно туда налить.
Оборудование: обрезанная коробка из-под молока, скрепки, линейка, мензурка, весы
Ход эксперимента:
а) Измеряем длину, ширину и высоту коробки (а»9 см, b» 6 см, с»4см), вычисляем её объём: Vк »192 см3
б) Помещаем в коробку 500 скрепок.
в) Заполняем коробку до краёв водой
г) Осторожно сливаем воду в мензурку, определяем её объём: Vв »142 см3
д) Вычисляем объём скрепок. Он равен разности объёма коробки и объёма воды, перелитой в мензурку: V = Vк - Vв »50 см3
е) Вычисляем объём одной скрепки: V1= 50 см3: 500 »0,1см3
Результаты заносим в таблицу
Объём коробки Vк, см3 | Объём воды, перелитой в мензурку Vв, см3 | Количество скрепок | Объём скрепок V, см3 | Объём одной скрепки V1, см3 |
216 | 166 | 500 | 50 | 0,1 |
Полученное значение объёма совпадает с ранее найденным.
4. Выводы
Для определения более точного объёма одной скрепки необходимо использовать приборы с очень маленькой ценой деления шкалы. Или провести такой эксперимент ещё 2-3 раза, взяв другие стальные тела, а затем вычислив среднее арифметическое значение полученных результатов. Или измерить объём скрепки другим способом, подтвердив ранее полученный результат.
Ещё 3 способа определения объёма канцелярской скрепки
Определение объёма скрепки по разности уровней жидкости в мензурке до и после опускания в неё известного количества скрепок.
Оборудование: мензурка с ценой деления шкалы 1 см3, скрепки, стакан с водой.
Ход эксперимента
а) Наливаем в мензурку 80 см 3 воды, опускаем туда 40 скрепок.
б) Отмечаем уровень воды в мензурке с помещёнными в неё скрепками.
в) Вычисляем объём всех скрепок
г) Вычисляем объём одной скрепки
д) Повторяем опыт с другим количеством скрепок и начальным объёмом воды в мензурке
е) Результаты заносим в таблицу
№ опыта | Начальный объём воды в мензурке, см3 | Количество скрепок | Объём воды и скрепок, см3 | Объём 50 скрепок, см3 | Объём 1 скрепки, см3 |
1 | 80 | 40 | 84 | 4 | 0,1 |
2 | 100 | 50 | 105 | 5 | 0,1 |
Определение объёма скрепки по массе и плотности вещества, из которого она изготовлена.
Оборудование: весы, гирьки, скрепки в коробке, таблица плотностей твёрдых тел.
Ход эксперимента
а) Находим массу 50 скрепок: m = 39 г.
б) На коробке находим информацию о материале, из которого изготовлены скрепки (сталь)
в) Вычисляем объём 50 скрепок формуле 
г) Вычисляем объём одной скрепки по формуле 
д) Результаты заносим в таблицу
Количество скрепок | Масса 50 скрепок m, г | Плотность вещества r, г/см3 | Объём 50 скрепок V50, см3 | Объём одной скрепки V1, см3 |
50 | 39 | 7,8 | 5 | 0,1 |
Нахождение объёма скрепки по величине выталкивающей силы, действующей на неё в воде.
Оборудование: скрепки, динамометр, стакан с водой
Ход эксперимента:
а) 
Находим вес 100 скрепок в воздухе при помощи динамометра: P = 0,8 Н
б) Находим вес этих скрепок в воде: Р1 = 0,7Н
в) Вычисляем выталкивающую силу, действующую на скрепки в воде:
Fвыт= P – P1= 0,1Н
г) Вычисляем объём 100 скрепок:
д) Вычисляем объём одной скрепки: 
Результаты заносим в таблицу
Вес скрепок в воздухе P, Н | Вес скрепок в воде P1, Н | Выталкивающая сила Fвыт, Н | Объём скрепок V, м3 | Объём одной скрепки V1 | |
м3 | см3 | ||||
0,8 | 0,7 | 0,1 | 0,00001 | 0,0000001 | 0,1 |
Нахождение объёма скрепки по разности объёма ёмкости, в которую помещено известное количество скрепок, и объёма жидкости, которую можно туда налить.
Оборудование: обрезанная коробка из-под молока, скрепки, линейка, мензурка, весы
Ход эксперимента:
ж) Измеряем длину, ширину и высоту коробки (а=9 см, b= 6 см, с= 4см), вычисляем её объём: Vк =192 см3
з) Заполняем коробку скрепками, укладывая их слоями
и) Заполняем коробку до краёв водой
к) Осторожно сливаем воду в мензурку, определяем её объём: Vв = 142 см3
л) Вычисляем объём скрепок. Он равен разности объёма коробки и объёма воды, перелитой в мензурку: V = Vк - Vв = 50 см3
м) Вычисляем объём одной скрепки: V1= 50 см3: 500 = 0,1см3
Результаты заносим в таблицу
Объём коробки Vк, см3 | Объём воды, перелитой в мензурку Vв, см3 | Количество скрепок | Объём скрепок V, см3 | Объём одной скрепки V1, см3 |
216 | 166 | 500 | 50 | 0,1 |
